---
⭐⭐⭐ Единый реферат-центр

Главная » Белки и аминокислоты » 1. Биохимия как наука




Биохимия как наука

Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. Найти рефераты и курсовые по данной теме Уникализировать текст 



Биологическая химия, или биохимия, является теоретической основой любой пищевой технологии, направленной на переработку сырья биологического происхождения. Поэтому в условиях модернизации российской экономики исследование этой фундаментальной научной дисциплины обязательно при подготовке высококвалифицированных работников пищевой промышленности.
Главная задача биохимии — исследование структурных и функциональных основ живой материи, т.е. исследование химического состава живых организмов и закономерностей молекулярных процессов, обеспечивающих их жизнедеятельность. При этом основная цель биологической химии заключается не в простом познании свойств и структурных особенностей изучаемых веществ, а в выяснении роли этих веществ в функционировании живых организмов.
Место биохимии в системе биологических дисциплин можно определить, рассмотрев уровни структурной организации материи (рис. 1). Каждый уровень этого иерархического ряда служит объектом различных физических, химических и биологических исследований. Биологическая химия изучает явления, протекающие на макромолекулярном, клеточном уровне.

Рис. 1. Уровни структурной организации материи
Биохимия — относительно молодая наука. Ее зарождение относят к концу XVIII — началу XIX в., когда из организмов был впервые выделен ряд веществ (мочевина, яблочная и лимонная кислоты и др.), хотя некоторые биохимические явления были известны человеку уже в глубокой древности. Однако в то время наука, занимавшаяся изучением веществ, входящих в состав животных и растительных организмов (веществ органического мира), называлась органической химией. С середины XIX в. ее начали называть физиологической химией, а под органической химией стали понимать химию соединений углерода.
Только в конце XIX — начале XX в. благодаря крупным достижениям в области органической химии и физиологии биохимия сформировалась как самостоятельная наука. Термин «биохимия» предложил в 1903 г. немецкий химик К. Нойберг.
Итак, целью биохимии как биологической дисциплины является познание живой природы. В то же время биологические процессы по своему механизму являются химическими, и именно химические методы используются в качестве средства познания явлений живого мира. Поэтому биохимию часто называют химией жизни.
Однако дать определение понятию «живое», провести четкую границу, отделяющую живое от неживого, весьма непросто. Ведь все живые организмы состоят из «неживых» молекул, обладающих признаками неживой материи; их свойства и поведение описываются законами физики и химии. Вместе с тем живые организмы обладают рядом отличий, присущих исключительно живой материи.
Важнейшей отличительной особенностью является наличие у живых организмов биологического обмена веществ, представляющего собой совокупность происходящих в них химических превращений. Биологический обмен веществ принято называть метаболизмом (от греч.— перемена). При всем многообразии живых организмов, населяющих Землю, основные метаболические процессы и у микроорганизмов, и у растений, и у животных, и у человека протекают по сходным механизмам, что свидетельствует о единстве всего живого.
Живые организмы неразрывно связаны с окружающей средой, из которой они получают различные компоненты, необходимые для осуществления процессов жизнедеятельности. Они подвергают их всевозможным метаболическим превращениям, а затем выделяют в окружающую среду конечные продукты обмена.
Биологический обмен веществ состоит из двух противоположных процессов — ассимиляции (от лат. assimilatio — уподобление), или анаболизма (от греч., — подъем), и диссимиляции (от лат. dissimilatio — расподобление), или катаболизма (от греч.— сбрасывание).
Ассимиляция представляет собой совокупность процессов синтеза веществ в живом организме, т.е. процессов образования самой живой материи. Диссимиляция, напротив, является совокупностью процессов разрушения веществ. Живые организмы выделяют конечные продукты диссимиляции в окружающую среду, а промежуточные продукты наряду с веществами, поступающими из окружающей среды, используют как строительный материал в процессах ассимиляции.
Ассимиляция и диссимиляция представляют собой две стороны единого процесса биологического обмена веществ, благодаря которому непрерывно происходит самообновление живого организма.
Другой особенностью живой материи является высокий уровень ее структурной организации. Практически все живые организмы имеют клеточное строение. Различают клетки микроорганизмов, различных органов и тканей растений и животных. Однако при всем своем многообразии все клетки обладают рядом общих морфологи ческих признаков, что является еще одним свидетельством единства всего живого на Земле.
В структурной организации клетки различают несколько уровней. Первый уровень составляют молекулы небольших размеров — аминокислоты, азотистые основания, моносахариды, жирные кислоты и др., которые являются материалом для построения макромолекул — белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов. Макромолекулы составляют второй уровень структурной иерархии в организации клетки. Из них формируются мембраны и внутриклеточные органеллы — ядро, митохондрии, рибосомы, лизосомы и др., образующие третий уровень структурной организации клетки (рис. 2).
Важнейшей органеллой клетки является ядро — место хранения наследственной информации и центр управления всеми процессами, протекающими в клетке. Ядро заключено в двумембранную оболочку, пронизанную ядерными порами, через которые оно обменивается различными веществами с цитоплазмой.
Цитоплазма — обязательный компонент живой клетки, представляющий собой внутреннюю полужидкую среду, в которой протекают важные метаболические процессы. Структуру цитоплазмы поддерживает разветвленная эндоплазматическая сеть — система ограниченных мембраной мельчайших трубочек, образующих транспортные пути, по которым внутри клетки перемещаются вещества. Пронизанная мембранами цитоплазма объединяет в одно целое ядро и все цитоплазматические органеллы, обеспечивая их взаимодействие.
С мембранами некоторых участков эндоплазматической сети связаны рибосомы — очень мелкие органеллы, не имеющие мембранного строения. На рибосомах осуществляется сложный процесс биосинтеза белков. Это «микрофабрики белка». Многие рибосомы свободно лежат в цитоплазме. Некоторые внутриклеточные органеллы имеют собственные рибосомы.
Снаружи цитоплазму окружает тонкая оболочка — цитоплазматическая мембрана, обладающая, как и все биологические мембраны, свойством избирательной проницаемости для веществ, поступающих в клетку и выводящихся из нее. Поступление веществ в клетку часто происходит против градиента концентрации.
Клетки растений, в отличие от животных клеток, окружены прочной оболочкой — клеточной стенкой, располагающейся поверх цитоплазматической мембраны. Клеточные стенки служат каркасом, обеспечивающим растениям их механическую прочность, защищают клетки от повреждений.
Внутриклеточные мембраны образуют клеточные органеллы, в которых локализуются различные биохимические процессы. Так, аппарат Гольджи, образованный ограниченными мембраной стопками цистерн, переходящими по краям в пузырьки, участвует в формировании некоторых продуктов жизнедеятельности клетки, в построении клеточной стенки растительных клеток. Это «регулиров щик» клетки. По каналам эндоплазматической сети к нему поступают синтезированные клеткой вещества, которые сначала накапливаются здесь, а затем в отделившихся пузырьках поступают в цитоплазму. Эти вещества используются либо внутри клетки, либо вне ее. Митохондрии — двумембранные органеллы — отвечают за обеспечение клетки энергией. Это «силовые станции» клетки. Лизосомы — одно-мембранные пузырьки — содержат ферменты, разрушающие белки, углеводы, жиры и другие компоненты клетки после ее отмирания либо прекращения функционирования некоторой ее части. Это органеллы «самопереваривания» клетки. Пластиды — специфические двумембранные органеллы растительных клеток — служат для протекания процесса фотосинтеза (хлоропласты), накопления запасных питательных веществ (лейкопласты), каротиноидов (хромопласты). Вакуоль — ограниченный мембраной мешок, заполненный клеточным соком (водным раствором различных соединений), — является резервуаром воды, местом скапливания конечных продуктов обмена веществ, а также вместилищем ряда запасных веществ. Вакуоль поддерживает тургорное давление растительной клетки и нередко занимает до 90% объема зрелой клетки.
Если нарушается внутренняя структурная организация клетки, то такая клетка погибает. В ней перестают протекать процессы, присущие живой клетке, хотя ее химический состав при этом не изменяется.
 
 
 
 
 
 



Лекция, реферат. Биохимия как наука - понятие и виды. Классификация, сущность и особенности.



« Предыдущая глава Оглавление вперед »
« | » 2. История изучения белков






 

Похожие работы:

Воспользоваться поиском

 

Учебники по данной дисциплине

Аналитическая химия
Характеристика переходных элементов – меди, цинка, хрома, железа
Фармацевтическая химия. Конспект лекций